Allogreffe et matériau synthétique

Dans l’étude de Choi et al., cinq chiens ont subi des extractions de prémolaires et molaires bilatéralement à la mandibules [128]. Après huit semaines de cicatrisation, 4 défauts osseux standardisés (5 x 3 x 3) à 3 parois sont créés au niveau des futurs sites implantaires de chaque côté de la mandibule. Les 4 implants comportant un revêtement de nanoparticules de sulfate de calcium sont mis en place puis les défauts sont traités de trois façons différentes : absence de greffe (groupe contrôle), phosphate de calcium amorphe (ACP), du phosphate de calcium biphasique microporeux (MBCP) ou du FDBA. Douze semaines après, les chiens sont sacrifiés, une analyse histologique et histomorphométrique sont réalisées à l’aide de biopsies prélevées sur les sites.

Une quantité considérable d'os nouvellement formé a été observée dans tous les groupes expérimentaux (cf. figure 17 et 18). Aucune particule de biomatériau n’est en contact direct avec la surface de l'implant dans les différents groupes. Des ostéoblastes et des ostéocytes sont observés le long de la surface de l’implant, confirmant qu’une ostéogenèse à distance s’est produite.

Le groupe témoin a la moins grande quantité de formation osseuse. Il présente le plus petit volume osseux régénéré et la plus grande profondeur du défaut restante. Les cellules ostéoprogénitrices sont situées tout au long du filetage de l’implant (figure17). Le groupe de FDBA présente un remplissage osseux incomplet (cf. figure 17).

Coupes histologiques des biopsies du défaut à 3 parois, sans comblement osseux, 12 semaines après la pose de l’implant. a) Vue globale. La résolution du défaut est faible (grossissement x25). b) Portion coronaire du défaut (grossissement x100). c) Les ostéoblastes sont présents tout au long du filetage de l’implant. A la pointe de la flèche : ostéoblaste (grossissement x200). Coupes histologiques des biopsies du défaut à 3 parois, comblé avec du FDBA, 12 semaines après la pose de l’implant. a) Vue globale. La résolution du défaut est incomplète (grossissement x25). b) Portion coronaire du défaut (grossissement x100). c) Les ostéocytes sont proches de l’implant. A la pointe de la flèche : ostéocytes (grossissement x200).

Figure 17 : Coupes histologiques des biopsies de défauts vides et de défauts comblés avec du FDBA, à 12 semaines après la pose d’implant [128]

Les particules de ACP sont pour la plupart noyées dans l'os nouvellement formé et ont la plus grande quantité d’os formé. Le bord inférieur du défaut intra-osseux est presque indétectable et une ostéogenèse à distance est visible (cf. figure 18). Beaucoup de particules résiduelles de MBCP sont présentes dans le défaut, à cause de la lente résorption de l’hydroxyapatite. Les particules de biomatériau sont intactes entourées de nouvel os. Certaines parties du matériau sont en cours de résorption. a) Coupes histologiques des biopsies du défaut à 3 parois, comblé avec du phosphate de calcium amorphe, 12 semaines après la pose de l’implant. a) Vue globale. Les particules de greffe sont entourées de tissu conjonctif (grossissement x25). b) Portion coronaire du défaut. Les ostéocytes sont présents autour de la surface rugueuse. A la pointe de la flèche : ostéocytes (grossissement x100). c) Ostéogenèse à distance. (grossissement x200).

a) Coupes histologiques des biopsies du défaut à 3 parois, comblé avec du phosphate de calcium biphasique, 12 semaines après la pose de l’implant. a) Vue globale. Les particules de greffe sont encore présentes (grossissement x25). b) Portion coronaire du défaut. Les ostéocytes sont présents autour de la surface de l’implant. Certaines particules osseuses restantes sont en cours de résorption. A la pointe de la flèche : ostéocytes (grossissement x100). c) Certaines particules sont intactes entourées de nouvel os. Etoile : formation osseuse (grossissement x200).

Figure 18 : Coupes histologiques des biopsies de défauts comblés avec du phosphate de calcium amorphe ou avec du phosphate de calcium biphasique micro-macroporeux , 12 semaines après la pose d’implant [128]

Les matériaux synthétiques montrent une meilleure formation osseuse et un plus grand contact entre l’os et l’implant comparés au FDBA. Cependant, aucune différence histomorphométrique significative n’est relevée entre les biomatériaux.

Les dimensions du défaut ont considérablement diminué et le bord apical du défaut n'est plus détectable dans les groupes expérimentaux. Les trois groupes expérimentaux présentent une résolution du défaut et une ostéo-intégration avec une différence statistiquement significative par rapport au groupe témoin en termes de profondeur du défaut restante et du contact os-implant. Cependant, il n'y a pas de signification statistique entre les trois groupes expérimentaux. Le MBCP a le contact entre l’implant et l’os le plus élevé, suivi du ACP et du FDBA. La fraction totale de tissu minéralisée (greffe et os) est supérieure pour les MBCP, grâce à leur résorption lente. Les matériaux

synthétiques montrent de bonnes propriétés régénératrices comme le confirment les études de Gauthier et al. [129] et Lee et al. [130]. 3.2 Résultats cliniques Dans la revue systématique de Troeltzsch et al. et la méta-analyse de Sanz-Sanchéz, les paramètres cliniques tels que le gain osseux horizontal et vertical, la perte osseuse horizontale et verticale, le taux de complications et le taux de survie en fonction des différents matériaux sont étudiés [131,132]. Dans ces études, le défaut à combler est défini par la présence d’une déhiscence, d’une fenestration ou d’un déficit crestal pendant la pose de l’implant.

Dans la méta-analyse de Troelzsch et al., sur une période d’observation de 7 ± 3 mois à 42±27 mois, le pourcentage du comblement du défaut osseux est le plus élevé pour les xénogreffes (85.8%±13.4), suivi des allogreffes, du mélange autogène et de substitut osseux, de l’autogreffe et enfin des matériaux alloplastiques (51% ±13.6) mais sans différence significative (cf. figure 19) [131]. Figure 19 : Pourcentage de gain osseux à l’intérieur du défaut osseux [131] Le pourcentage de comblement varie en fonction de l’application d’une membrane pour contenir la greffe et de ses caractéristiques. Il est plus faible sans membrane (59,0%±22,6), suivi des membranes de polymères synthétiques tels que l’acide polylactique (PLA)/ acide polyglycolique (PGA) et le polytétrafluoroéthylène (PTFE) (cf. annexe, tableau I). Le plus grand pourcentage de comblement du défaut est attribué aux membranes en titane (88,9±5,5%), suivi de près par les membranes à base de collagène.

Cependant, les différences entre les groupes ne sont pas statistiquement significatives (cf. figure 20).

Les résultats sont à modérer en fonction du pourcentage de complications. Ils dépendent entre autres du type de membrane, avec le plus faible taux de complications pour les membranes à base de collagène et le plus haut pour les membranes de PLA/PGA (cf. figure 20)[131].

En particulier, les membranes non résorbables ont un risque d’exposition prématurée pouvant provoquer une infection de la plaie et de moins bons résultats de régénération osseuse [109,133]. Les membranes résorbables sont plus faciles à manipuler et ont un risque d’exposition plus faible. Des réactions inflammatoires et immunitaires sont parfois rencontrées pendant la résorption de ces membranes [134].

Figure 20 : Relation entre le pourcentage de nouvel os dans le défaut et le taux de complications en fonction des membranes utilisées [131] D’après la méta-analyse de Sanz-Sanchez et al., les résultats concernant la résolution du défaut montrent une réduction de [132] : - la hauteur et la largeur avec des valeurs moyennes respectives de −4,28 mm et −2,69 mm pour les différentes procédures (statistiquement significative), - la hauteur et la largeur (−4,42 mm et −3,28 mm respectivement) en associant de la xénogreffe et une membrane résorbable, cette procédure étant la plus fréquemment utilisée par les praticiens (statistiquement significative),

- la hauteur maximale pour la combinaison de xénogreffe, BMP et de membrane résorbable (−6,80 mm),

- la hauteur minimale pour la combinaison d’os autologue et d’une membrane résorbable (−3,38 mm),

- la largeur maximale du défaut par la combinaison de xénogreffe, BMP et membrane résorbable (−5,69 mm),

- la largeur minimale attribuée à l’allogreffe seule (−1,38 mm).

Une plus grande diminution de la hauteur du déficit est observée avec l’association d’une membrane non résorbable et d’un substitut osseux par rapport à une membrane résorbable et le même substitut osseux, mais avec de plus grandes complications pour les membranes non résorbables [132].

Sur une période d’observation de 7 ± 3 mois à 42±27 mois, la survie des implants varie entre 95,8% et 100% sans différence statistiquement significative entre les matériaux de greffe [131].

3.3 Discussion

La résolution des défauts intra-osseux, des déhiscences et des fenestrations péri- implantaires dépendent des dimensions et de la géométrie du défaut, de la taille des particules et de la porosité du biomatériau, de l’utilisation de membranes et du temps de cicatrisation [135].

Les résultats des études histologiques de Pereira et al. et Choi et al. sont à prendre avec précautions, ils présentent des limites avec un nombre de sujets inclus faibles. Ces études sont seulement réalisées sur des modèles animaux [128,136]. Elles permettent de comprendre le comportement histologique du matériau au sein du défaut. Pour affirmer ces résultats histologiques et histomorphométriques, d’autres études devraient être prises en compte en affinant la recherche avec des critères de sélection ciblés pour chacun des paramètres faisant varier le potentiel de cicatrisation du défaut. Les résultats histologiques et cliniques des différentes études sont limités par la grande hétérogénéité des membranes appliquées, des matériaux de greffe et des combinaisons possibles. Le placement des implants et les caractéristiques du défaut varient d’une étude à l’autre.

Dans le cadre d’un défaut intra-alvéolaire, les données histologiques montrent une formation osseuse provenant des parois du défaut vers le centre et vers l’implant.

L’étude de Choi et al. a montré que les matériaux synthétiques ACP et MBCP sont aussi efficaces en termes d’ostéo-conduction que le FDBA. Ces matériaux ont une régénération osseuse similaire [128]. En comparant le DFDBA et le FDBA, leur stabilité volumétrique et leur contact entre l’implant et l’os ne montrent pas de différence statistiquement significative. Cependant, le DFDBA a une quantité d’os nouvellement formée significativement supérieure au FDBA et une quantité de particules de greffes résiduelles plus faible [137].

D’autre part, l’étude de Jensen et al. affirme que l’os autogène permet d’obtenir la plus grande quantité osseuse en un temps réduit par rapport aux particules de β-TCP et de DBBM. L’autogreffe et le β-TCP sont pour la plupart substituer par du nouvel os tandis que les particules de DBBM reste stable [138].

Dans les limites des résultats des études, l’allogreffe et le β-TCP seraient de bons matériaux de comblement du défaut en favorisant une substitution complète par un nouvel os et en prévenant de l’effondrement initial des tissus mous, avec un délai de cicatrisation de 12 à 16 semaines [122].

En l’absence de matériau de comblement, le défaut n’est que partiellement résolu [122]. L’utilisation de membrane barrière n’est pas nécessairement indispensable dans ce type de défaut en présence d’un périoste adéquat et de la possibilité d’une fermeture hermétique du lambeau [139].

Pour recréer le volume osseux d’une déhiscence vestibulaire péri-implantaire, l’étude de Pereira et al. énonce que la mise en place de particules de DBBM ou d’os autogène recouvert d’une membrane de collagène permettrait d’obtenir le même potentiel régénératif à 4 mois de cicatrisation [128].

Possédant une faible résorption et une bonne stabilité volumétrique, les DBBM associés à une membrane pourrait être une alternative pour la reconstruction de large défaut intra-osseux, des fenestrations et des déhiscences avec un délais de cicatrisation 12 à 16 semaines [122]. Ils constitueraient une protection à long terme contre les pressions de la gencive ou de la muqueuse sus-jacente [128]. En l’absence de matériau de comblement, la déhiscence peut qu’en partie guérir sans recourir à une procédure de régénération. Un positionnement lingual peut offrir de meilleurs résultats [140].

Concernant les données cliniques, l’utilisation de particules d'os autologues était historiquement considérée comme le « gold standard » pour le comblement de défaut osseux péri-implantaire. Actuellement, la combinaison de xénogreffes particulaires et de membranes de collagène sont le plus fréquemment utilisées, avec une réduction du défaut vertical et horizontal significative [141]. La plus grande réduction du défaut a été attribuée au BMP combiné avec une xénogreffe et une membrane résorbable, bien que les résultats sont basés sur une seule étude avec 10 patients [142].

L’ajout d'une membrane barrière recouvrant la greffe montre de meilleurs résultats par rapport à l’utilisation du greffon seul. La plus grande différence de résultats a été trouvé pour les particules d’allogreffes avec une membrane résorbable par rapport au même greffon seul [143]. Ces résultats soutiennent l'utilisation d'une membrane barrière avec les principes biologiques de la régénération osseuse guidée [144,145]. L'utilisation d'une membrane seule n'a pas de justification, il est nécessaire de maintenir l’espace et d’éviter l’effondrement de la membrane avec l’ajout de substitut osseux [146,147]. D’après une récente méta-analyse datant de janvier 2019 de Thoma et al., l’association de xénogreffe et de membrane résorbable de collagène montre, de façon significative, une meilleure résolution du défaut qu’avec l’utilisation d’une membrane en ePTFE [141]. Les résultats de la méta-analyse de Sanz-Sanchez et al. [132] sont divergents ; l’association d’une membrane non résorbable et d’un substitut osseux montre une plus grande diminution en hauteur du déficit qu’avec une membrane résorbable et le même substitut osseux.

En zone esthétique, un site présentant un déficit de contour de crête et un volume osseux suffisant pour la pose d’implants standard nécessiterait une procédure de régénération osseuse guidée avec la mise en place d’une membrane de collagène et un substitut osseux peu résorbable tel que le DBBM [119]. C’est le même cas de figure pour les petits déficits osseux intra-alvéolaires en zone esthétique et pour les grands défauts intra-osseux où le biomatériau est appliqué à l’intérieur du défaut et à l’extérieur sur le mur vestibulaire recouvert d’une membrane résorbable [119]. Pour assurer la stabilité de la greffe, les membranes résorbables peuvent être fixées par différents moyens tels que les pins résorbables et les vis de couverture de l’implant [119].

Pour les cas de déhiscences péri-implantaires avec une forte épaisseur horizontale à restaurer et une absence de stabilité du volume de la zone à augmenter fournie par les parois osseuses adjacentes, la membrane de ePTFE serait une alternative pour éviter un effondrement de la greffe et la diminution de son épaisseur au cours du temps. Le délais

de cicatrisation recommandé est de 6 à 8 mois pour les reconstructions de ces larges défauts [148].

L’utilisation de matériaux de substitutions particulaires, indépendamment de leurs origines, et d’une membrane résorbable, semble être une alternative pérenne, permettant de s’affranchir d’une seconde intervention pour le prélèvement d’os autogène [141].

Le tableau 7 ci-dessous récapitule les données histologiques des comblements de petits défauts par des matériaux particulaires.

Tableau 7 : Données histologiques et histomorphométriques de comblement de petits défauts par des matériaux particulaires

Autogène Allogène Xénogène Matériau

synthétique

Quantité de

nouvel os

formé

Haut taux d’os

nouvellement formé dans tout

le volume de la

greffe, très bonne revascularisation Particules remplacées par le nouvel os, (DFDBA>FDBA) Formation osseuse des parois osseuse du défaut vers l’implant Formation osseuse autour des particules de greffes, Formation osseuse des parois osseuse du défaut vers l’implant

BCP : Formation

osseuse autour des particules de greffes β-TCP : particules remplacées par le nouvel os Formation osseuse des parois osseuse du défaut vers l’implant Stabilité de la

greffe Haut taux de résorption,

nécessité d’une membrane pour stabiliser Taux de résorption considérable, nécessité d’une membrane pour stabiliser Stabilité comparable FDBA/DFDBA Volume adéquat, particules de greffes résiduelles entourées de tissus conjonctif à l’extérieur et coronairement à la crête osseuse BCP : Volume adéquat, particules

de greffes résiduelles entourées de tissus conjonctif à l’extérieur et coronairement à la crête osseuse β-TCP : tendance à l’effondrement de la membrane en regard du défaut

Particules

résiduelles Pas démarcation de avec l’os basal Faible voire absence de particule résiduelle (DFDBA<FDBA) résorption +++ Possibilité de présence d’antigènes du donneur Présence de particules résiduelles en grande quantité (DBBM+++), Possibilité de présence de protéines provenant de la source hétérologue BCP : Présence de particules résiduelles en grande quantité β-TCP : faible voire absence de particule résiduelle, résorption +++

Le tableau 8 ci-dessous résume les données cliniques des substituts osseux sous forme particulaire dans le comblement d’un défaut osseux péri-implantaire.

Tableau 8 : Données cliniques des substituts osseux sous forme particulaire dans le comblement d’un défaut osseux péri-implantaire

* Si la stabilité primaire est obtenue, lors de la mise en place de l’implant.

Caractéristiques du défaut

[119] implantaire Temps Matériau de choix cicatrisation Délais de

[84]